Analyse der wichtigsten Punkte der Hochgeschwindigkeits-Elektrospindeltechnik für CNC-Werkzeugmaschinen

Punkt 1: Elektrische Hochgeschwindigkeitsspindeln, inCNC-WerkzeugmaschinenSie ist das Kernstück. Punkt 2: Es ist leicht im Gewicht, kompakt in der Struktur und erzeugt nicht viel Trägheit während des Betriebs. Punkt drei: Sie hat ein gutes Ansprechverhalten, das dynamische Gleichgewicht der Spindel kann verbessert werden. Punkt vier: Sie hat eine gute dynamische Leistung. Punkt 5: Die Hochgeschwindigkeitsspindel spielt eine entscheidende Rolle für den Betriebseffekt der Werkzeugmaschine. Punkt 6: Dieses Papier konzentriert sich auf die Studie von CNC-Werkzeugmaschinen, High-Speed-Elektro-Spindel-Technologie.

Schlüsselwörter: CNC-Werkzeugmaschinen; Hochgeschwindigkeit; elektrische Spindel; technische Punkte

Die Spindel für High-Speed-Betrieb, das heißt, die Art der internen Art namens Motor-Spindel-Einheit, es ist eine CNC-Werkzeugmaschine ist eine ganz wichtige Komponente. Es ist in der Werkzeugmaschine Spindel-Einheit der internen Position der Spindel-Motor, der eine treibende Rolle in der Spindel spielt, so dass der Motor und Spindel in ein Ganzes installiert. Wenn Sie zur Verbesserung der betrieblichen Effizienz von CNC-Werkzeugmaschinen, ist es notwendig, die technischen Punkte der High-Speed-Spindel, in vollem Umfang zu spielen ihre Vorteile, und zur gleichen Zeit, sondern auch zur Förderung der kontinuierlichen Verbesserung der Spindel-Technologie.

1、Die Hochgeschwindigkeits-Elektrospindel hat die folgenden Vorteile

Auf CNC-Werkzeugmaschinen, die traditionelle Spindel-Betrieb, in das Spiel der Motor-Antrieb während der Rolle des Hauptantriebs Zwischengetriebe, wie Getriebe, etc., sondern treibt auch die Übertragung Gerät, wie Riemen und Kupplungen, usw., die die “mechanische Spindel”, auch bekannt als das Bild der separaten Art und direkte Verbindung Spindel. Die Vorteile von Elektrospindeln gegenüber konventionellen Spindeln sind folgende.

(1) Wenn die Spindel in Betrieb ist, wird sie durch den im Gerät installierten Motor angetrieben und muss nicht durch den Drehzahlwechsler und die Übertragungsvorrichtung in der mittleren Position angetrieben werden. Während des Betriebs werden keine lauten Geräusche erzeugt und die Vibrationen sind extrem gering.

(2) Die AC-Frequenzumwandlungstechnologie wird vollständig genutzt, und innerhalb des Nenndrehzahlbereichs ist die Spindel in der Lage, die Drehzahl stufenlos zu ändern, so dass die Spindel während des Betriebs der Werkzeugmaschine unabhängig von den Arbeitsbedingungen oder Änderungen der Last eine gute Anpassungsfähigkeit aufweist.

(3) Der Motor kann durch eine geschlossene Vektorregelung im internen Betrieb gesteuert werden, die die Leistung entsprechend dem Steuerbefehl effektiv regulieren kann und auch die Laufgeschwindigkeit und das Ausgangsdrehmoment der Antriebseinheit flexibel steuern kann. Die Motorspindel kann verschiedene Arten von hohen Leistungsanforderungen erfüllen, wie z.B. in Situationen mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment oder Hochgeschwindigkeits-Fertigbearbeitung, die Motorspindel kann eine hervorragende Rolle beim Erreichen von Quasi-Stopp spielen und hat eine C-Achsen-Antriebsfunktion.

(4) Die elektrische Spindel kann einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb mit guter Stabilität und hoher dynamischer Genauigkeit durchführen, wodurch die Schnittgeschwindigkeit von CNC-Werkzeugmaschinen erhöht und die Präzision der Bearbeitung verbessert werden kann.

(5) Wenn die elektrische Spindel läuft, geht sie nicht durch die Zwischenübertragungsverbindung, so dass ihre Leichtgängigkeit verbessert wird, und vor allem wird sie nicht durch äußere Einflüsse beeinträchtigt, was dazu führt, dass das Spindellager keine große dynamische Last tragen muss, was letztendlich dazu führt, dass die Lebensdauer der Präzision verlängert werden kann.

(6) Es ist eine solche Komponente, kann es den Motor und Spindel Kombination zu einem Ganzen, und dann eine Einheit bilden, durch die es durch die Serienproduktion, um eine bestimmte Größenordnung zu erreichen, und die Produktion von mehr spezialisiert, die die elektrische Spindel ist. Spindel oder CNC-Werkzeugmaschine funktionalen Komponenten, sondern auch in Form von Waren auf den Markt. Unternehmen können in Übereinstimmung mit der betrieblichen Notwendigkeit des Host-CNC-Werkzeugmaschine, um die Spindel, so dass die Werkzeugmaschine in Richtung der modularen Form der Entwicklung kann eine kleine Rolle bei der Förderung.

2、Technische Merkmale der elektrischen Hochgeschwindigkeitsspindel

2.1 Hochgeschwindigkeits-Präzisionslagertechnik für Hochgeschwindigkeits-Elektrospindeln

In der elektrischen Spindel-System, das Spindellager Technologie ist der Schlüssel, darunter drei Arten, nämlich dynamische und statische Drucklager, Schrägkugellager und Magnetschwebelager, von denen die dynamische und statische Drucklager ist eine Kombination aus statischem Druck Lager und einen dynamischen Druck, die die Vorteile der beiden, die eine ausgezeichnete High-Speed-Performance hat, die Geschwindigkeit der Anpassung des Abstandes ist groß, die häufigere Verwendung von Schrägkugellager, die die Rolle der Spindel zu unterstützen, die Leistung der High-Speed Es gibt eine gewisse Auswirkung. Der Hauptgrund für dieses Phänomen ist, dass die Kugel aus Siliziumnitrid Material, in High-Speed-Situationen, die Kugel wird die Zentrifugalkraft zu erhöhen. Nachdem die Zentrifugalkraft zunimmt, wird das gyroskopische Drehmoment zunehmen, und dann kann die Hochgeschwindigkeitsleistung des Lagers voll demonstriert werden, und der Durchmesser des Wälzkörpers wird auch reduziert werden. Aufgrund der hohen Herstellungskosten von Lagern, mit extrem komplexen Steuerungssystemen, die Wärme während des Betriebs des Lagers erzeugt wird, ist nicht einfach, das Problem zu lösen, daher wird nur in besonderen Fällen verwendet werden.

2.2 Dynamische Auswuchttechnik für hochtourige Elektrospindeln

Hochgeschwindigkeitsspindeln mit hohen Betriebsdrehzahlen zeichnen sich durch hohe Präzision und hohe Bearbeitungseffizienz aus, aber diese Eigenschaften beruhen auf dynamischem Auswuchten. Der Betriebszustand der Motorspindel kann durch viele Faktoren beeinflusst werden, z. B. durch Fertigungsfaktoren, Fehler bei der Spindelinstallation oder ungleichmäßige Werkstoffe, was mit Sicherheit zu dem Problem der Unwucht führt. In der Regel in den Prozess der Ausführung der Spindel, kann seine Laufgeschwindigkeit überschreiten /min, und kann sogar erreichen 60.000 ~ /min. In der Existenz der Unwucht ist extrem klein, wenn die Spindel in den Prozess der Ausführung, zu jeder Zeit, um die Möglichkeit der Beeinträchtigung der rotierenden Genauigkeit der Spindel, und auch den Einfluss der Lager Systemstabilität, so dass für die High-Speed-Motor Spindel dynamischen Auswuchtgenauigkeit, ist es wichtig, um die Genauigkeit des Ausgleichs. Daher muss die dynamische Auswuchtgenauigkeit der Hochgeschwindigkeits-Elektrospindel streng eingehalten werden.

Bei der Konstruktion von Motorspindeln werden zur Verbesserung der Spindelauswuchtung symmetrische Strukturen verwendet, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Genauigkeit während des Bearbeitungs- und Montageprozesses liegt. Wenn die Spindel das Werk verlässt, wird das anfängliche dynamische Gleichgewicht sorgfältig eingestellt, um das Gleichgewicht der Spindel selbst zu verbessern. Dennoch kann es vorkommen, dass die in der Spindel verwendeten Werkzeuge leicht asymmetrisch sind, dass die Werkzeuge abgenutzt sind oder dass Späne an den Werkzeugen haften bleiben, wodurch das Gleichgewicht erneut gestört wird. In Anbetracht der Komplexität der tatsächlichen Arbeitsbedingungen wird das Spindelwerkzeugsystem einer Vielzahl von Störungen ausgesetzt sein, wie z. B. Schnittkrafterregung, Fliehkraft und thermische Verformung sind kritische Elemente, und aufgrund dieser Faktoren wird das Spindelsystem beschädigt, was es schwierig macht, einen stabilen Betriebszustand aufrechtzuerhalten. Wollen Sie die Spindel in High-Speed-Betrieb, um sicherzustellen, dass CNC-Werkzeugmaschinen effizient laufen kann, und wurde stabil, ist es notwendig, Online-Betrieb, automatisierten Betrieb des dynamischen Auswuchtsystem, um das Design, sondern auch nach den Bedürfnissen der tatsächlichen Anwendung der kontinuierlichen Verbesserung, um so besser spielen, um seinen Wert.

2.3 Schmiertechnik für Hochgeschwindigkeits-Elektrospindel

Für High-Speed-Elektrospindel Schmierung Arbeit, der Schwerpunkt liegt auf der Spindel Lager geschmiert werden, die die Verwendung von wissenschaftlichen und wirksame Schmierung System, so dass der Temperaturanstieg des Lagers zu kontrollieren, versuchen, die Genauigkeit der Werkzeugmaschine Technologie-System Betrieb zu verbessern, sondern auch, um die Stabilität zu gewährleisten. High-Speed-Elektrospindel bei der Auswahl der Schmierung, und Lager-Typ, Betriebsgeschwindigkeit, Last, etc., je nach den Bedürfnissen der Auswahl von Fettschmierung, Ölnebel Schmierung oder Spray Schmierung Methode.

2.4 Kühltechnik für Hochgeschwindigkeits-Elektrospindeln

Im Falle der Spindel ist der Stator des Motors dort installiert ist, nimmt die Spindel ein geschlossenes Design, wenn in High-Speed-Betrieb, wegen des Mangels an Wärmeableitung Bedingungen, wird es ein Phänomen der Überhitzung in der Schale, die Spindel ist mit zwei Wärmequellen ausgestattet, von denen eine der Verlust von Wärme durch den Motorbetrieb ist, und die zweite Wärmequelle ist die Reibung durch den Lagerbetrieb und Wärme erzeugt. Motorbetrieb wird Wärme produzieren, die wichtigste Rolle der Wärmeableitung ist die Spindel Shell, ein Teil der Wärme durch die Spindel zu den Lagern, was zu einer schnellen Erwärmung der Lager, seine Lebensdauer beeinträchtigt wird, die Genauigkeit der Spindel Fertigung durch die thermische Dehnung der Auswirkungen der Spindel-System kann nicht garantiert werden, die Stabilität und Zuverlässigkeit des Betriebs der Spindel. Kühlung Spindel, die erste Stator und Schale mit der Installation von zirkulierenden Kühlwassermantel verbunden, sondern auch, um die Lager zu schmieren, um die Hitze zu reduzieren, mit einer angemessenen Schmierung, nicht nur eine schmierende Wirkung, sondern auch eine kühlende Wirkung spielen.

2.5 Spindelmotortechnik für elektrische Hochgeschwindigkeitsspindeln

Die meisten Motoren, die in Motorspindeln verwendet werden, sind AC-Asynchron-Induktionsmotoren. Angesichts der verbesserten Leistung von Permanentmagnetmotoren sind AC-Permanentmagnet-Synchronmotoren weit verbreitet, die die Vorteile aufweisen, dass, soweit Motorspindeln betroffen sind, der Rotor keine Wärme mehr abgibt, die Motorspindeln keine thermische Verformung erzeugen, es keinen Rotorverlust gibt, der Betriebswirkungsgrad der Motorspindeln verbessert wurde, die Trägheit reduziert wurde und die Anlauf- und Quasi-Stopp-Drehzahl beschleunigt wurde, und eine gute Leistung auch dann beibehalten werden kann, wenn die Motorspindeln mit niedrigen Drehzahlen laufen. Die Betriebseffizienz der Spindel wurde verbessert, die Rotationsträgheit wurde reduziert, die Start- und Quasi-Stopp-Drehzahl wurde beschleunigt, und die gute Leistung wird auch dann beibehalten, wenn die Spindel mit niedriger Drehzahl läuft.

2.6 Präzisionsbearbeitung und Präzisionsmontagetechnik für elektrische Hochgeschwindigkeitsspindeln

Wenn die Spindel mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, müssen ihre Steifigkeit und Drehgenauigkeit gewährleistet sein, wichtige Teile müssen präzise bearbeitet werden, sogar Ultrapräzisionsbearbeitung, und die Präzision muss beim Zusammenbau der Spindelteile verbessert werden. Spindeleinheit, das Werkstück sollte Präzisionsbearbeitung, Shell-Bearbeitung, Lagergehäuse Bearbeitung, etc., muss die Präzision hoch sein, mit dem Lager Abstandhalter mit der High-Speed-Rotation der Spindel, Bearbeitung Präzision Anforderungen sind ebenfalls hoch. Darüber hinaus, High-Speed-Elektro-Spindel-Bearbeitung Werkzeugmontage, die Verwendung fortschrittlicher Technologie, Montage Präzision, um die Anforderungen zu erfüllen.

2.7 Temperaturschutztechnik für Hochgeschwindigkeits-Elektrospindeln

Design von High-Speed-CNC-Fräsmaschine zu dieser Zeit, müssen Sie das Kühlsystem auf die Spindel Kühlung zu starten, ist der Spindelkopf mit drei Lagern, vordere Lager, mittlere Lager und hintere Lager, Spindel-Betrieb ausgestattet, je nach Geschwindigkeit, Leistung ist anders, Temperatursensoren in das Lager in der Nähe der Spindel in der Lage sein, Echtzeit-Überwachung der Spindel Lagertemperatur. Dann wird die Temperatur-Sensor, um Signale zu sammeln, um die speicherprogrammierbare Steuerung Input-Modul-Funktion zu spielen, eine Vielzahl von Sensoren, um Signale in 4-20mA der verschiedenen Signal-Klassifizierung zu erzeugen. Bei der Gestaltung der Werkzeugmaschine, in den Prozess der Vorbereitung der Steuerung der Befehlsfolge, ist es notwendig, die Temperatur der Spindel-Lager auf der Grundlage der Sensor-Signal-Zustand zu quantifizieren und geben ihm eine entsprechende Interpretation Marke weiter zu vervollständigen den relevanten Inhalt der Einstellungen zu klären, die relevanten Parameter in der Frage zur Hand. Um die Lager vor einem Temperaturanstieg zu schützen, sollte der Grenzwert zum Schutz der Lager im Programm festgelegt werden.

Mit der oben genannten Forschung kann klar verstanden werden, Fertigungsmaschinen Produkte Betrieb, die Verwendung von High-Speed-Bearbeitungstechnologie, viele Probleme gelöst werden können, und die Verarbeitung Präzision ist recht hoch, die Qualität ist garantiert, daher ist diese Technologie in der verarbeitenden Industrie weit verbreitet ist, und hat sich die Mainstream-Technologie. Heutzutage, High-Speed-Elektrospindel-Technologie schreitet schnell voran, jede Branche nach ihren eigenen Bedürfnissen für die Technologie in der Tiefe erforscht werden, um die Effizienz der Anwendung der Technologie zu verbessern, sondern müssen auch spielen, um ihre energiesparende und umweltfreundliche Eigenschaften, um die Entwicklung von intelligenten erreichen.

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